Как выбрать воздушный фильтр для аллергика

Конспект

Технологий очистки воздуха много и разных
HEPA фильтры ловят и копят все частицы. Их надо регулярно менять.
К электростатике прилипает табачный дым
Фотокатализ уничтожает запахи и бактерии.
В TSS фильтрах "сгорают" аллергены, бактерии, плесень
Мойки воздуха "отмывают" только видимую пыль

Типы фильтров

Большинство аллергенов находится в воздухе во взвешенном состоянии и попадают в организм человека в процессе дыхания. Поэтому основное средство профилактики и борьбы с респираторной аллергией – воздухоочиститель, который должен максимально возможно очистить от них воздух.

В статье мы не рассматриваем технологии, которые не имеют широкого применения дома, вы можете ознакомиться с ними здесь:

инерционные фильтры;
абсорбционные фильтры;

Но далеко не любой очиститель воздуха способен эффективно справиться именно с аллергенами. Чтобы разобраться в том, каким приборам следует отдавать предпочтение, нам придется рассмотреть все основные способы очистки воздуха.

В бытовых воздухоочистителях (и пылесосах) применяются следующие способы фильтрации (очистки):

механические фильтры (HEPA-фильтры)
электростатические фильтры;
ионные фильтры;
фотокаталитические фильтры;
водные фильтры (аквафильтры);
термодинамические фильтры.

HEPA-фильтры

Чаще всего HEPA-фильтры выполнены в виде нетканого листового материала, имеющего волокнистую структуру (типа фильтров кофейных машин). Для увеличения площади рабочей поверхности HEPA-фильтры собираются в «гармошку», что позволяет существенно увеличить ёмкость и срок службы фильтра.

Самые распространенные. Суть механической фильтрации проста и понятна: существует некоторый объект, через который пропускается загрязненный воздух, все, содержащиеся в нем предметы определенного размера задерживаются фильтром, чистый (или – относительно чистый) воздух проходит. Существует несколько видов классификации механических фильтров по степени эффективности. Наибольшую популярность имеют так называемые HEPA-фильтры (от английского High Efficiency Particulate Air или High Efficiency Particulate Arrestance – высокоэффективное удержание частиц).

В зависимости от способности задерживать частицы того или иного размера, HEPA-фильтры делятся на классы и обычно маркируются как H9, H10, H11, H12 и т.п. Для бытовых воздухоочистителей, устанавливаемых в комнатах аллергиков, рекомендован класс H12 – фильтрация 99,5% частиц, превышающих 0,3 микрона (микрон – тысячная доля миллиметра). Для примера, H13 – 99,95% фильтрации тех же частиц, H14 – 99,995% и т.д.

Характерные размеры невидимых аллергенов (пыльца растений, споры плесени, эпидермис животных, клещевые аллергены) – от единиц до десятков микрон, они прекрасно задерживаются HEPA фильтром.

Достоинства HEPA-фильтров

Гарантированное удаление из воздуха всех возможных аллергенов за один проход;
Простота в обслуживании – не нужно ничего чистить, мыть, нужно лишь периодически менять загрязненные фильтры;
Надежность – нет сложной электроники, а электродвигатели вентиляторов в Китае уже умеют хорошо делать;
Невысокая цена.

Недостатки HEPA-фильтров, к сожалению, более обширны

Основной недостаток в том, что HEPA-фильтры не уничтожают, а накапливают в себе все загрязнения. Отсюда и последствия.

Чем выше эффективность HEPA-фильтра, тем больше сопротивления воздуху он создает. Отсюда – шумность работы, что является немаловажным фактором, с учетом того, что воздухоочиститель должен стоять в спальне и работать круглосуточно.

Основа домашней пыли – органические вещества: отшелушившиеся частички кожи (эпидермис) человека и животных, фекалии пылевых клещей, частички клеев органического происхождения (ковры, книги и т.п.), споры плесени и многое другое.

Все это месяцами накапливается в фильтре и, при благоприятных условиях (например, при повышенной влажности) формирует благоприятную среду для развития микроорганизмов, которые, разумеется, попадают в воздух и в наши органы дыхания.

В борьбе с плесенью HEPA-фильтры вообще неэффективны. Набравший в себя органики HEPA-фильтр (смотри предыдущий пункт) сам по себе – идеальный «огород» для размножения и развития микроплесени. А это – один из наиболее опасных аллергенов.
Вирусы и бактерии столь малы, что HEPA-фильтрами не задерживаются.
Так же HEPA-фильтры неэффективны в борьбе вредными газами (например, известный формальдегид) и неприятными запахами.

HEPA очистители представлены разными производителями, они отличаются дополнительными функциями и мощностью вентилятора.

Классический недорогой HEPA очиститель, стоимость ежегодного обновления фильтров порядка 7000р./год

Модель поинтереснее, с контейнером для аромамасел, большей мощностью и т.п.
стоимость обновления фильтров порядка 3500р./год

Что касается табачного дыма, то основной его неприятный компонент (он же – канцероген) – смолы, которые прилипают к фильтру и продолжают испаряться, выделяя в воздух опасные вещества. Против табачного дыма HEPA-фильтры неэффективны.

HEPA-фильтры нужно периодически менять. Как правило, производитель указывает рекомендованную частоту смены фильтров – 1 раз в 3-6 месяцев, иногда – раз в год или даже реже. Но тут очевидна уловка некоторых недобросовестных производителей, желающих повысить привлекательность своих приборов.

Во-первых, рекомендованная частота смены фильтров указывается из 8-и часовой работы прибора в сутки. Считается, что именно так «в среднем» работают воздухоочистители. На самом деле, прибор должен работать круглосуточно. Иначе эффекта от него ожидать сложно. Таким образом, рекомендованный интервал смены фильтра можно смело делить на 3. Получается, что фильтры менять нужно раз в 1-3 месяца. А это – существенные расходы.

Во-вторых, некоторые производители рекомендуют менять фильтр раз в 5 и даже в 10 лет! Посмотрите на HEPA-фильтр после месяца эксплуатации, вы увидите толстый мохнатый слой пыли. Что же будет с фильтром после 5 лет работы!? А это – отличная среда для роста плесени и развития микроорганизмов. Поэтому, несмотря на все рекомендации производителей, мы рекомендуем менять фильтры никак не реже, чем раз в год.

Еще один недостаток HEPA-фильтров в том, что в процессе замены фильтра изрядная доза пыли (и, разумеется, аллергенов) попадает обратно в помещение.

Вывод: HEPA-фильтры подходят для аллергиков, они способны удалить все возможные аллергены из воздуха. Но – при условии правильной эксплуатации и регулярной (и частой) смене фильтров.

Электростатические фильтры

Моющийся электростатический фильтр от табачного дыма

Принцип работы этих фильтров знаком каждому из школьного курса физики: разноименные заряды притягиваются. Обычно прибор имеет две металлические детали (пластины, решетки, нити), одна из которых заряжена отрицательно, вторая – положительно. Поток воздуха (иногда с помощью вентилятора, иногда – «самотеком») направляется мимо одной из них (например, отрицательной) ко второй (например, положительной). Взвешенные в воздухе частицы, проходя мимо отрицательной пластины, приобретают отрицательный заряд, и притягиваются к положительной пластине.

Принцип столь прост и имеет столько преимуществ, что это, видимо, самый популярный способ «очистки» воздуха. Почему слово «очистки» мы взяли в кавычки, станет ясно позже.

Достоинства электростатических фильтров

Простота, надежность. Никаких (часто) вентиляторов, никакой электроники.
Бесшумность (если работает без вентилятора).
Могут задержать частицы практически любого размера.

Недостатки электростатических фильтров

Неграмотно спроектированные электростатические фильтры могут приводить к образованию озона. Озон – сильнейший окислитель, опасный яд. Он легко определяется на запах (иногда ощущается в воздухе во время сильной грозы). Если очиститель воздуха выделяет озон (не важно – в какой концентрации), этот прибор опасен для здоровья!

Вспомните физику: отрицательно заряженная частица (имеющая «лишние» электроны), притянувшись к положительно заряженному электроду, отдаст ему свои лишние электроны (точно так же, как она до того и приняла их от отрицательного электрода). Какая у нее останется причина и дальше «сидеть» на этом электроде?

Таким образом, если частица не прилипнет (в прямом смысле, без кавычек) к положительному электроду, то она легко будет выбита с него вновь прибывшими частицами.

Ни о каких параметрах фильтрации (% задержания частиц, их размер) тут говорить не приходится. Через некоторые электростатические фильтры может и муха пролететь… Бактерии, вирусы, газы, запахи, споры плесени, пыльца растений электростатическими фильтрами не задерживаются.

Действительно эффективных антитабачных очистителей на рынке не много. Табачные смолы быстро забивают любой прибор, копятся в нем и выделяют концерагены в воздух.

Мощный антитабачный электростатический фильтр. Фильтр моется под струей воды, не требует замены.

Тем не менее, данный тип фильтров не имеет конкурентов в том, что касается борьбы с табачным дымом. Табачный дым состоит из частиц двух типов: микроскопических частичек пепла и частичек смол. Вторые, как раз, и ответственны за запах в помещении, желтоватый налет на мебели, стенах и потолке (не считая уже пальцев и усов курильщика). Именно смолы содержат канцерогены, именно они опасны для здоровья.

Так вот, притянувшись к положительному электроду, прилипают к нему и остаются на нем. Т.к. электроды электростатических фильтров выполнены из металла, они легко моются, с них можно периодически удалять все накопившиеся загрязнения. На этом принципе основаны профессиональные противотабачные воздухоочистители, применяемые в курительных комнатах, казино, игровых залах и т.п.

Вывод. Электростатические фильтры для аллергиков неэффективны. Они могут применяться лишь как дополнительный, предварительный фильтр. Однако, это – самый эффективный способ удаления табачного дыма.

Ионные фильтры

Ионные фильтры – разновидность электростатических. Суть процесса заключается в генерации ионов (электрически заряженных атомов и молекул) в воздухе путем формирования коронного разряда. Эти ионы притягиваются к взвешенным в воздухе частицам и транспортируют их к заряженному электроду. Ионные фильтры обычно не имеют встроенного вентилятора. Поток воздуха формируется «ионным ветром» – потоком ионов, притягивающихся к заряженному электроду.

Скорость очистки воздуха обычно крайне невысока.

Эти фильтры имеют все те же достоинства и недостатки, что и электростатические. К тому же, т.к. в процессе генерации ионов задействован коронный электрический разряд, образование озона в этом случае – нередкий побочный эффект.

Вывод. Термин «ионные фильтры», придуман производителями электростатических фильтров для выделения своей продукции. Как основной фильтр для аллергиков не подходит. При приобретении данных приборов следует внимательно протестировать их на предмет отсутствия запаха озона.

Фотокаталитические фильтры

На самом деле, суть процесса несколько сложнее. В воздухе всегда присутствует некоторое количество молекул воды (H₂O). Под воздействием УФ вблизи катализаторы молекулы воды распадаются, образуя некоторое количество отрицательно заряженных гидроксид-ионов OH⁻ . Эти ионы чрезвычайно химически активны, они вступают в реакцию с любыми органическими соединения, встраиваются в их цепочки, разрывают их. В результате длинная белковая молекула, ранее опознававшаяся организмом как опасный аллерген, превращается, например, в два фрагмента «непонятно чего», и организм на нее не реагирует.

Относительно новый (в бытовых приборах начал использоваться начале 2000-х годов) метод очистки воздуха. Основан на эффекте разложения органики под воздействие мягкого ультрафиолетового (УФ) излучения в присутствии катализатора (чаще – диоксид титана – TiO₂).

Вот, казалось бы, идеальный способ борьбы с аллергией! Аллергены не накапливаются в фильтрах, а уничтожаются, перестают существовать! Но и тут не все так просто…

Минутка математики. Популярная модель известного производителя за час способна пропустить через себя 420 м³ воздуха. При этом толщина кассеты катализатора – около 5 мм при площади отверстия около 0,1 м². Несложно посчитать, что частицы, содержащиеся в воздухе, будут находиться вблизи катализатора около 0,004 секунды.

Дело в том, что фотокатализ – химическая реакция, и для нее требуется некоторое время, мгновенно химические реакции не происходят. Т.к. фотокаталитические воздухоочистители не имеют плотных фильтров, создающих ощутимое сопротивление воздуху, то их производительность обычно высока.

Таким образом, более или менее «материальные» частицы (от долей микрона и крупнее) не успевают вступить в химическую реакцию с катализатором и проходят через фильтр. Другое дело запахи и газообразные загрязнители, в которых молекулы находятся поодиночке.

Среди ученых отношение к фотокатализу не однозначно. Так, например, высказывается опасение, что результатом разложения органических молекул могут оказаться не менее опасные вещества! И есть уже результаты исследований, говорящие, что наряду с уничтожением формальдегида в процессе фотокатализа, в некоторых случаях происходит выделение того же формальдегида!

Фотокатализ эффективно удаляет бактерии и вирусы, ведь для дезактивации живого организма не нужно уничтожать его целиком, достаточно лишь слегка нарушить его оболочку.

Еще один сомнительный момент. Сам термин «фотокатализ» подразумевает «фото» - наличие света определенной длины волны. И в ранних моделях были УФ лампы, производящие свет нужных характеристик. Но в производстве таких ламп был велик процент брака – требовалось отбирать лишь те изделия, длина волны которых была достаточна для запуска процесса фотокатализа, но недостаточна для образования озона. Процент брака был велик, что приводило к потерям на производстве. В последнее время все чаще вместо ламп используются высокочастотные генераторы электромагнитного излучения, выполняющие ту же функцию. Но если УФ излучение гарантированно экранируется корпусом прибора (как известно, УФ не проходит даже сквозь обычное стекло), то по поводу высокочастотного излучения сказать сложно. Остается надеяться на добросовестность производителей, на то, что они приняли все меры для исключения проникновения микроволн в помещение.

Достоинства фотокаталитических воздухоочистителей

Воздухоочиститель с фотокаталитическим и HEPA-фильтром:

HEPA фильтр задерживает аллергены и мелкие частицы. Фотокатализ уничтожает бакетрии и запахи. Стоимость обновления фильтров от 2400 руб/год.

Наиболее эффективный способ борьбы с газами и запахами.
Способны удалять бактерии и вирусы.
Малошумны.
Сам фотокатализ не требует расходных материалов (за исключением предварительных и сопутствующих фильтров).
Высокая производительность (если отвлечься от того, что при увеличении скорости потока эффективность очистки падает).

Недостатки фотокаталитических воздухоочистителей

В борьбе с компонентами домашней пыли и аллергенами малоэффективны.
Недорогие модели могут в процессе работы выделять озон.

Вывод. Для устранения аллергенов этот тип фильтров неэффективен, но может служить хорошим дополнением, устраняющим запахи, убивающим вирусы и бактерии.

Термодинамические очистители воздуха

Основную часть пыли в наших домах составляют органические вещества. И к сожалению, некоторые из этих органических частиц способны вызывать аллергию. И именно их нужно удалять из воздуха. А какой самый популярный, самый древний способ утилизации органических отходов? Конечно, огонь, сжигание. В процессе горения органики образуются, в основном, углекислый газ и водяной пар (именно поэтому дым из трубы деревенской печи белого цвета) – абсолютно безопасные для человека вещества. Плюс – небольшое количество минеральных солей (пепла), которые, в своей массе, тоже неопасны для здоровья и химически неактивны.

На этом принципе и основаны термодинамические воздухоочистители. Их конструкция проста и надежна. Через каналы в керамическом нагревательном элементе, разогретом до температуры чуть выше 200 °C, «самотеком», в результате естественной конвекции, проходит воздух. Вся органика, находящаяся в воздухе, сгорает, перестает существовать, превращаясь в углекислый газ и водяной пар.

Такой прибор, установленный в помещении рекомендованной площади, примерно за две недели полностью очистит воздух от опасных органических микрочастиц, вирусов и бактерий и в дальнейшем будет постоянно поддерживать безопасную атмосферу.

Бытовые термодинамические очистители на данный момент производятся только брэндом Airfree:

Базовая модель для небольших помещений до 16 м²

На 24 м² Отключаемая регулируемая подсветка «Антистресс»

На 60 м² Дизайнерский очиститель воздуха различных расцветок.

Термодинамические воздухоочистители абсолютно безопасны, не выделяют во время работы никаких химических веществ и излучений, они абсолютно бесшумны, не имеют движущихся частей, высоконадежны.

Во многих странах термодинамические воздухоочистители применяются в медицинских учреждениях, как альтернатива «кварцеванию» (в процессе обработки помещений ультрафиолетом выделяется большое количество опасного озона). Приборы используются в овощехранилищах, в десятки раз сокращая потери овощей и фруктов на плесень и гниение. На животноводческих фермах приборы такого типа существенно снижают заболеваемость скота, увеличивая эффективность производства.

Достоинства термодинамических воздухоочистителей

Полное уничтожение всех возможных аллергенов, вирусов и бактерий.
Эти фильтры – единственные, которые эффективно борются с плесенью.
Приборы безопасны, абсолютно бесшумны, экологичны.
Не требуют сменных фильтров и периодического обслуживания.

Недостатки термодинамических воздухоочистителей

Недостаточно эффективно устраняют табачный дым.
Малоэффективны в борьбе с запахами.

Вывод. Термодинамические воздухоочистители – наиболее эффективны для аллергиков, а «побочный» эффект - удаление вирусов и бактерий сохранит вам здоровье во время эпидемий гриппа.
Скорость термодинамической фильтрации недостаточна для очистки от табачного дыма.

Водные фильтры (аквафильтры)

Водные фильтры в бытовых приборах появились сперва в пылесосах, затем «перекочевали» и в системы очистки воздуха, на этом принципе основана работа так называемых «моек воздуха». Суть метода заключается в том, что тем или иным способом создается контакт струи воздуха с поверхностью воды. Частицы, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, проникают в воду, где и остаются.

Достигается это двумя способами. В одном варианте струей воздуха создается бурление в емкости с водой, как это делается в пылесосах. Во втором – воздух пропускается вдоль поверхности наполовину погруженных в воду вращающихся дисков. Второй вариант менее шумный и он используется в мойках воздуха.

Однако, при всех очевидных преимуществах водной фильтрации, для аллергиков данный способ не совсем подходит. И тому есть две причины.

Во-первых, это для нас бурлящий поток в контейнере пылесоса кажется плотным и непрозрачным, а для частиц микронного размера расстояние между каплями воды достаточно велико. Как результат – часть частиц проходит «сквозь воду» и поступает обратно в помещение.

Во-вторых, далеко не все органические вещества смачиваются водой (например жиры). Такие частицы, даже столкнувшись с каплей воды, отскочат от нее и полетят дальше. Такие частицы в принципе не могут задержаться аквафильтром.

Мы не рекомендуем аллергикам мойки воздуха. Если вам необходимо увлажнение, возьмите отдельный прибор - увлажнитель или очиститель с HEPA-фильтром и увлажнителем:

Воздухоочиститель с фотокаталитическим, HEPA, угольным фильтрами и увлажнителем.
Стоимость расходников:
НЕРА - от 3500 руб (на 2 года),
Угольный фильтр - от 2500 руб (на 2 года),
Увлажняющий фильтр - от 2200 руб (на 5 лет)

Видимо, по этой причине некоторые пылесосы, позиционирующиеся как противоаллергенные, на выходе обязательно имеют фильтр тонкой очистки.

Достоинства водных фильтров

Простота и надежность.
Отсутствие расходных материалов (правда некоторые производители рекомендуют добавлять в воду моек воздуха специальные средства, препятствующие развитию микроорганизмов в воде).
Достаточно эффективное удаление крупной пыли (особенно в пылесосах).
Легкий эффект увлажнения воздуха во время работы.

Недостатки водных фильтров

Негарантированное удаление микрочастиц и, в том числе, аллергенов.

При неправильной эксплуатации в воде может развиваться плесень и микроорганизмы.

Вывод. Мойки воздуха для аллергиков малоэффективны. Но водные фильтры в пылесосах, дополненные HEPA-фильтрами, заслуживают всяческого одобрения.

Выводы

HEPA фильтр избавит вас от аллергенов в воздухе. Его необходимо регулярно заменять. Ежегодная стоимость замены фильтров 2000 - 9000р. в зависимости от модели.
Для фильтрации табачного дыма необходим электростатический фильтр. Его можно мыть под струей воды. Не качественная электростатика выделяет озон.
Фильтр с фотокатализом избавит вас от неприятных запахов и бактерий.
Термодинамический (TSS) фильтр избавит от аллергенов, бактерий. Это единственный способ борьбы со спорами плесени. Скорость работы TSS фильтра не достаточна для моментальной очистки помещения.
Мы не рекомендуем аллергикам приобретать мойки воздуха. Существует множество невидимых загрязнителей, которые не смачиваются водой и проходят сквозь мойку. Если вам необходимо увлажнение, возьмите отдельный прибор - увлажнитель или очиститель с HEPA-фильтром иувлажнителем.

Что скрывают производители воздухоочистителей?
В деталях.

Типы фильтров